高效吸附CO2的瓜子皮基活性炭的制备方法技术

本发明专利技术提出了制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的方法，该方法包括：将瓜子皮粉碎，以便得到瓜子粉末，瓜子粉末的平均粒度为500～800微米；将瓜子粉末进行炭化处理，以便得到炭化料；将炭化料置于氢氧化钾溶液中进行浸渍处理；将经过浸渍处理后的炭化材料进行活化处理，以便得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭。采用该方法制备的吸附CO2的瓜子皮基活性炭具有成本低、吸附量高、吸附选择性好、容易再生等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域。具体而言，本专利技术涉及一种高效吸附CO2的瓜子皮基活性炭的制备方法。
技术介绍
瓜子在我国的产量巨大，所产生的瓜子皮的量也是非常可观。这些食品废料没有利用价值，一般是作为垃圾进入垃圾处理厂进行处置。但是由于瓜子皮含碳量高、价廉易得的优势，它是制备活性炭材料的理想前体物。因此，以瓜子皮作为前体物制备活性炭材料既可以减少生活垃圾的数量，又可以开发出高效的吸附材料。 近年来，防止气候变化成了国际上的一大热点问题。各国针对温室气体减排开展了广泛的合作，《京都议定书》第二承诺期也将从2013年开始实施。碳捕集是当前能源结构下最有效的CO2的减排手段。吸附技术由于其工艺简单、材料易再生等优点在碳捕集领域展现出巨大的潜力。活性炭材料作为一种常规的吸附材料具有制备工艺成熟、制备成本低、比表面积大、容易再生等优点。但是目前，针对CO2这种新型污染物开发的高效活性炭还比较少。因此，开发一种针对CO2的廉价、高效的活性炭材料是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种具有成本低、吸附量高、吸附选择性好、容易再生等优点的高效吸附CO2的瓜子皮基活性炭的制备方法。为此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的方法，该方法包括:将瓜子皮粉碎，以便得到瓜子粉末，所述瓜子粉末的平均粒度为500 800微米；将所述瓜子粉末进行炭化处理，以便得到炭化料；将所述炭化料置于氢氧化钾溶液中进行浸溃处理；将经过浸溃处理后的所述炭化材料进行活化处理，以便得到所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭。利用上述方法可以有效地制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭，该方法以食品废料为原料，这种原料来源广泛且成本低，由此利用该方法制备吸附C02的瓜子皮基活性炭，不仅对生活中常被认为是垃圾废料的瓜子皮进行了回收利用，节省了垃圾处理的费用，同时降低了制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的成本，一举双得。另外，利用该方法制备得到的吸附CO2的瓜子皮基活性炭能够高选择性地吸附二氧化碳且吸附量大。另外，根据本专利技术上述实施例的制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的方法还可以具有如下附加的技术特征:根据本专利技术的实施例，在500摄氏度下，将所述瓜子粉末进行炭化处理1.5小时。由此可以进一步提闻制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的效率，并且能够进一步提闻制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，所述炭化处理和活化处理分别是在氮气气氛中进行的。由此可以进一步提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，所述浸溃处理是通过将所述炭化料在氢氧化钾溶液中浸泡48小时进行的，并且在所述浸溃处理之后，在所述活化处理之前，将所述经过浸溃处理后的所述炭化材料在105摄氏度下进行干燥。由此可以进一步提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.075 0.15g/ml，并且所述氢氧化钾溶液与炭化料的比为20ml:lg。由此可以对炭化料的进行有效地浸溃，以便得到性能较高的吸附CO2的瓜子皮基活性炭。根据本专利技术的实施例，所述干燥时间为0.5 5小时。由此可以对炭化料进行适度的干燥，以便进一步提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，在500 800摄氏度下进行所述活化处理0.5 2.5小时。由此可以对炭化料进行有效地活化，以便进一步提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，上述方法进一步包括:将所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭用水清洗，以便去除残留的无机物。由此可以提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的性倉泛。在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种吸附CO2的瓜子皮基活性炭，所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭是根据上述方法制备得到的，任选地，所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭的比表面积为950 3175m2/g，任选地，基于每克所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭，所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭中，微孔的总体积为0.57 1.52cm3。由此，该吸附CO2的瓜子皮基活性炭具有较高的比表面积以及微孔总体积，能够吸附大量的二氧化碳。并且 该吸附CO2的瓜子皮基活性炭能够对常温、常压条件下的二氧化碳进行吸附，其吸附量显著高于现有吸附CO2的瓜子皮基活性炭在该条件下的吸附量。在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种除去样品中二氧化碳的方法，该方法包括:将所述样品与上述的吸附CO2的瓜子皮基活性炭接触。根据本专利技术的具体实施例，所述接触可以理解为将上述吸附CO2的瓜子皮基活性炭至于上述样品中，由此该吸附CO2的瓜子皮基活性炭可以有效地对样品中的二氧化碳进行选择性地吸附，以便达到有效去除样品中二氧化碳的目的。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本专利技术实施例的吸附CO2的瓜子皮基活性炭微观形貌的扫描电镜照片;图2是根据本专利技术实施例的氢氧化钾与炭化料比值对吸附CO2的瓜子皮基活性炭二氧化碳吸附量的影响；图3是根据本专利技术实施例的活化温度对吸附CO2的瓜子皮基活性炭二氧化碳吸附量的影响；图4是根据本专利技术实施例的吸附CO2的瓜子皮基活性炭连续四次再生后二氧化碳吸附量的变化。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的方法，该方法包括:首先将瓜子皮粉碎，以便得到瓜子粉末，根据本专利技术的具体实施例，将上述瓜子皮粉碎的程度并不受特别限制，根据本专利技术的具体示例，可以将瓜子粉碎至平均粒度为500 800微米的瓜子粉末，由此可以便于对瓜子进行下一步的炭化处理。利用上述方法可以有效地制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭，该方法以食品废料为原料，这种原料来源广泛且成本低，由此利用该方法制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭，不仅对生活中常被认为是垃圾废料的瓜子皮进行了回收利用，节省了垃圾的处理费用，同时降低了制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的成本，一举双得。另外，利用该方法制备得到的吸附CO2的瓜子皮基活性炭能够高选择性地吸附二氧化碳且吸附量大。根据本专利技术的一个实施例，进一步将上述方法制备得到的瓜子粉末进行炭化处理，以便得到炭化料。根据本专利技术的具体实施例，炭化处理可以在管式炉中进行，根据本专利技术的具体实施例，炭化处理的条件并不受特别限制，根据本专利技术的具体示例，可以在设置温度为500摄氏度，并且将管式炉中通入惰性气体如氮气进行保护，将瓜子粉末进行炭化处理1.5小时。由此在该条件下对瓜子粉末进行炭化处理可以进一步提高制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的效率，并且能够进一步提高制备得到吸附CO2的瓜子皮基活性炭的质量。根据本专利技术的实施例，瓜子皮的主要成分为纤维素，根据瓜子皮的物化性质，专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备吸附CO2的瓜子皮基活性炭的方法，其特征在于，包括：将瓜子皮粉碎，以便得到瓜子粉末，所述瓜子粉末的平均粒度为500～800微米；将所述瓜子粉末进行炭化处理，以便得到炭化料；将所述炭化料置于氢氧化钾溶液中进行浸渍处理；将经过浸渍处理后的所述炭化材料进行活化处理，以便得到所述吸附CO2的瓜子皮基活性炭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓述波，魏浩然，余刚，黄俊，王斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：